介孔ZSM-5沸石微球催化剂上萘的苄基化反应

苗海霞 马丽 马静红 李对春 李瑞丰

引用本文: 苗海霞, 马丽, 马静红, 李对春, 李瑞丰. 介孔ZSM-5沸石微球催化剂上萘的苄基化反应[J]. 物理化学学报, 2014, 30(8): 1518-1526. doi: 10.3866/PKU.WHXB201405271 shu
Citation:  MIAO Hai-Xia, MA Li, MA Jing-Hong, LI Dui-Chun, LI Rui-Feng. Benzylation of Naphthalene over a Mesoporous ZSM-5 Zeolite Microsphere Catalyst[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2014, 30(8): 1518-1526. doi: 10.3866/PKU.WHXB201405271 shu

介孔ZSM-5沸石微球催化剂上萘的苄基化反应

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(51272169,21246003)资助项目 

摘要:

以有机硅烷化的二氧化硅为硅源,制备了由纳米粒子聚集而成的、具有晶间和晶内介孔的微球状ZSM-5(MMZ-5)沸石. 通过吡啶(Py)和2,6-二叔丁基吡啶(DTBPy)在介孔沸石表面吸附的原位红外测试,对其酸性进行了表征. 与微孔ZSM-5 沸石相比,MMZ-5 沸石上的Lewis 酸位和总酸位增加,特别是探针大分子DTBPy(动力学直径约为1.05 nm)可及的Brönsted 酸位显著提高. 萘在MMZ-5沸石上的苄基化催化结果表明,反应发生在拥有大量活性位的沸石外表面,大的沸石外表面为该催化反应提供了作用空间,从而提高了沸石活性位的有效利用率,使MMZ-5 沸石上萘的苄基化反应活性显著提高,能够生成大分子产物一苄基萘和二苄基萘;其中,一苄基萘的选择性约为79%,且随着反应时间的延长,MMZ-5 沸石大的晶内介孔(3-5 nm)为反应提供了有效反应空间,促进一苄基萘向二苄基萘转化. 异构体α-一苄基萘和β-一苄基萘的摩尔比值约为83:17,该值不随着温度和转化率的变化而改变.

English

    1. [1]

      (1) Corma, A. Chem. Rev. 1997, 97 (6), 2373. doi: 10.1021/cr960406n

      (1) Corma, A. Chem. Rev. 1997, 97 (6), 2373. doi: 10.1021/cr960406n

    2. [2]

      (2) Perez-Ramirez, J.; Christensen, C. H.; Egeblad, K.; Christensen, C. H.; Groen, J. C. Chem. Soc. Rev. 2008, 37 (11), 2530. doi: 10.1039/b809030k(2) Perez-Ramirez, J.; Christensen, C. H.; Egeblad, K.; Christensen, C. H.; Groen, J. C. Chem. Soc. Rev. 2008, 37 (11), 2530. doi: 10.1039/b809030k

    3. [3]

      (3) Tao, Y.; Kanoh, H.; Abrams, L.; Kaneko, K. Chem. Rev. 2006, 106 (3), 896. doi: 10.1021/cr040204o(3) Tao, Y.; Kanoh, H.; Abrams, L.; Kaneko, K. Chem. Rev. 2006, 106 (3), 896. doi: 10.1021/cr040204o

    4. [4]

      (4) Ogura, M.; Shinomiya, S. Y.; Tateno, J.; Nara, Y.; Nomura, M.; Kikuchi, E.; Matsukata, M. Appl. Catal. A 2001, 219 (1), 33.(4) Ogura, M.; Shinomiya, S. Y.; Tateno, J.; Nara, Y.; Nomura, M.; Kikuchi, E.; Matsukata, M. Appl. Catal. A 2001, 219 (1), 33.

    5. [5]

      (5) Abelló, S.; Bonilla, A.; Pérez-Ramírez, J. Appl. Catal. A 2009, 364 (1), 191.(5) Abelló, S.; Bonilla, A.; Pérez-Ramírez, J. Appl. Catal. A 2009, 364 (1), 191.

    6. [6]

      (6) Yu, S. X.; Yang, J. H.; Chu, N. B.; Li, G.; Lu, J. M.;Wang, J. Q. Chin. J. Catal. 2009, 30 (10), 1035. [于素霞, 杨建华, 初乃波, 李刚, 鲁金明, 王金渠. 催化学报, 2009, 30 (10), 1035. ](6) Yu, S. X.; Yang, J. H.; Chu, N. B.; Li, G.; Lu, J. M.;Wang, J. Q. Chin. J. Catal. 2009, 30 (10), 1035. [于素霞, 杨建华, 初乃波, 李刚, 鲁金明, 王金渠. 催化学报, 2009, 30 (10), 1035. ]

    7. [7]

      (7) Yang, Z. X.; Xia, Y. D.; Mokaya, R. Adv. Mater. 2004, 16 (8), 727. doi: 10.1002/adma.200306295(7) Yang, Z. X.; Xia, Y. D.; Mokaya, R. Adv. Mater. 2004, 16 (8), 727. doi: 10.1002/adma.200306295

    8. [8]

      (8) Shetti, V. N.; Kim, J.; Srivastava, R.; Choi, M.; Ryoo, R. J. Catal. 2008, 254 (2), 296. doi: 10.1016/j.jcat.2008.01.006(8) Shetti, V. N.; Kim, J.; Srivastava, R.; Choi, M.; Ryoo, R. J. Catal. 2008, 254 (2), 296. doi: 10.1016/j.jcat.2008.01.006

    9. [9]

      (9) Choi, M.; Cho, H. S.; Srivastava, R.; Venkatesan, C.; Choi, D. H.; Ryoo, R. Nat. Mater. 2006, 5 (9), 718. doi: 10.1038/nmat1705(9) Choi, M.; Cho, H. S.; Srivastava, R.; Venkatesan, C.; Choi, D. H.; Ryoo, R. Nat. Mater. 2006, 5 (9), 718. doi: 10.1038/nmat1705

    10. [10]

      (10) Park, D. H.; Kim, S. S.;Wang, H.; Pinnavaia, T. J.; Papapetrou, M. C.; Lappas, A. A.; Triantafyllidis, K .S. Angew. Chem. Int. Edit. 2009, 48 (41), 7645. doi: 10.1002/anie.200901551(10) Park, D. H.; Kim, S. S.;Wang, H.; Pinnavaia, T. J.; Papapetrou, M. C.; Lappas, A. A.; Triantafyllidis, K .S. Angew. Chem. Int. Edit. 2009, 48 (41), 7645. doi: 10.1002/anie.200901551

    11. [11]

      (11) Sun, Y. Y.; Prins, R. Appl. Catal. A 2008, 336 (1-2), 11. doi: 10.1016/j.apcata.2007.08.015(11) Sun, Y. Y.; Prins, R. Appl. Catal. A 2008, 336 (1-2), 11. doi: 10.1016/j.apcata.2007.08.015

    12. [12]

      (12) Xue, Z.; Ma, J.; Zheng, J.; Zhang, T.; Kang, Y.; Li, R. Acta. Mater. 2012, 60, 5712. doi: 10.1016/j.actamat.2012.06.044(12) Xue, Z.; Ma, J.; Zheng, J.; Zhang, T.; Kang, Y.; Li, R. Acta. Mater. 2012, 60, 5712. doi: 10.1016/j.actamat.2012.06.044

    13. [13]

      (13) Christensen, C . H.; Johannsen, K.; Schmidt, I.; Christensen, C. H. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125 (44), 13370. doi: 10.1021/ja037063c(13) Christensen, C . H.; Johannsen, K.; Schmidt, I.; Christensen, C. H. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125 (44), 13370. doi: 10.1021/ja037063c

    14. [14]

      (14) Mokrzycki, L.; Sulikowski, B.; Olejniczak, Z. Catal. Lett. 2009, 127 (3-4), 296. doi: 10.1007/s10562-008-9678-z(14) Mokrzycki, L.; Sulikowski, B.; Olejniczak, Z. Catal. Lett. 2009, 127 (3-4), 296. doi: 10.1007/s10562-008-9678-z

    15. [15]

      (15) Bari, S. M.; Aitani, A.; Saeed, M.; Al-Khattaf, S. Top. Catal. 2010, 53, 1387. doi: 10.1007/s11244-010-9598-1(15) Bari, S. M.; Aitani, A.; Saeed, M.; Al-Khattaf, S. Top. Catal. 2010, 53, 1387. doi: 10.1007/s11244-010-9598-1

    16. [16]

      (16) Batt, D. G.; Maynard, G. D.; Petraitis, J. J.; Shaw, J. E.; Galbraith,W.; Harris, R. J. Med. Chem. 1990, 33 (1), 360. doi: 10.1021/jm00163a058(16) Batt, D. G.; Maynard, G. D.; Petraitis, J. J.; Shaw, J. E.; Galbraith,W.; Harris, R. J. Med. Chem. 1990, 33 (1), 360. doi: 10.1021/jm00163a058

    17. [17]

      (17) Beltrame, P.; Demartin, F.; Zuretti, G. Appl. Catal. A 2002, 232 (1), 265.(17) Beltrame, P.; Demartin, F.; Zuretti, G. Appl. Catal. A 2002, 232 (1), 265.

    18. [18]

      (18) Yadav, G. D.; Purandare, S. A. J. Mol. Catal. A: Chem. 2007, 263 (1), 26.(18) Yadav, G. D.; Purandare, S. A. J. Mol. Catal. A: Chem. 2007, 263 (1), 26.

    19. [19]

      (19) Bachari, K.; Cherifi, O. Appl. Catal. A 2007, 319, 259. doi: 10.1016/j.apcata.2006.12.010(19) Bachari, K.; Cherifi, O. Appl. Catal. A 2007, 319, 259. doi: 10.1016/j.apcata.2006.12.010

    20. [20]

      (20) Bachari, K.; Millet, J. M. M.; Benaïchouba, B.; Cherifi, O.; Figueras, F. J. Catal. 2004, 221 (1), 55. doi: 10.1016/S0021-9517(03)00295-1(20) Bachari, K.; Millet, J. M. M.; Benaïchouba, B.; Cherifi, O.; Figueras, F. J. Catal. 2004, 221 (1), 55. doi: 10.1016/S0021-9517(03)00295-1

    21. [21]

      (21) Bhattacharya, D.; Pandey, A. K.; Singh, A. P. Stud. Surf. Sci. Catal. 1998, 113, 737. doi: 10.1016/S0167-2991(98)80353-4(21) Bhattacharya, D.; Pandey, A. K.; Singh, A. P. Stud. Surf. Sci. Catal. 1998, 113, 737. doi: 10.1016/S0167-2991(98)80353-4

    22. [22]

      (22) Thibault-Starzyk, F.; Stan, I.; Abelló, S.; Bonilla, A.; Thomas, K.; Fernandez, C.; Gilson, J. P.; Pérez-Ramírez, J. J. Catal. 2009, 264 (1), 11. doi: 10.1016/j.jcat.2009.03.006(22) Thibault-Starzyk, F.; Stan, I.; Abelló, S.; Bonilla, A.; Thomas, K.; Fernandez, C.; Gilson, J. P.; Pérez-Ramírez, J. J. Catal. 2009, 264 (1), 11. doi: 10.1016/j.jcat.2009.03.006

    23. [23]

      (23) Zheng, S. R.; Heydenrych, H. R.; Jentys, A.; Lercher, J. A. J. Phys. Chem. B 2002, 106 (37), 9552. doi: 10.1021/jp014091d(23) Zheng, S. R.; Heydenrych, H. R.; Jentys, A.; Lercher, J. A. J. Phys. Chem. B 2002, 106 (37), 9552. doi: 10.1021/jp014091d

    24. [24]

      (24) Wang,W. L.; Liu, B. J.; Zeng, X. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24 (11), 2102. [王文兰, 刘百军, 曾贤君. 物理化学学报, 2008, 24 (11), 2102.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20081128(24) Wang,W. L.; Liu, B. J.; Zeng, X. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24 (11), 2102. [王文兰, 刘百军, 曾贤君. 物理化学学报, 2008, 24 (11), 2102.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20081128

    25. [25]

      (25) Ordomsky, V. V.; Murzin, V. Y.; Monakhova, Y. V.; Zubavichus, Y. V.; Knyazeva, E. E.; Nesterenko, N. S.; Ivanova, I. I. Microporous Mesoporous Mat. 2007, 105, 101. doi: 10.1016/j.micromeso.2007.05.056(25) Ordomsky, V. V.; Murzin, V. Y.; Monakhova, Y. V.; Zubavichus, Y. V.; Knyazeva, E. E.; Nesterenko, N. S.; Ivanova, I. I. Microporous Mesoporous Mat. 2007, 105, 101. doi: 10.1016/j.micromeso.2007.05.056

    26. [26]

      (26) Xue, Z.; Zhang, T.; Ma, J.; Miao, H.; Fan,W.; Zhang, Y.; Li, R. Microporous Mesoporous Mat. 2012, 151, 271. doi: 10.1016/j.micromeso.2011.10.026(26) Xue, Z.; Zhang, T.; Ma, J.; Miao, H.; Fan,W.; Zhang, Y.; Li, R. Microporous Mesoporous Mat. 2012, 151, 271. doi: 10.1016/j.micromeso.2011.10.026

    27. [27]

      (27) Serrano, D. P.; Aguado, J.; Rodriguez, J. M.; Peral, A. J. Mater. Chem. 2008, 18 (35), 4210. doi: 10.1039/b805502e(27) Serrano, D. P.; Aguado, J.; Rodriguez, J. M.; Peral, A. J. Mater. Chem. 2008, 18 (35), 4210. doi: 10.1039/b805502e

    28. [28]

      (28) Serrano, D. P.; García, R. A.; Vicente, G.; Linares, M.; Procházková, D.; ejka, J. J. Catal. 2011, 279 (2), 366. doi: 10.1016/j.jcat.2011.02.007(28) Serrano, D. P.; García, R. A.; Vicente, G.; Linares, M.; Procházková, D.; ejka, J. J. Catal. 2011, 279 (2), 366. doi: 10.1016/j.jcat.2011.02.007

    29. [29]

      (29) Jin, H.; Ansari, M. B.; Park, S. E. Chem. Commun. 2011, 47 (26), 7482. doi: 10.1039/c1cc12259b(29) Jin, H.; Ansari, M. B.; Park, S. E. Chem. Commun. 2011, 47 (26), 7482. doi: 10.1039/c1cc12259b

    30. [30]

      (30) Gracia, M. J.; Losada, E.; Luque, R.; Campelo, J. M.; Luna, D.; Marinas, J. M.; Romero, A. A. Appl. Catal. A 2008, 349 (1), 148.(30) Gracia, M. J.; Losada, E.; Luque, R.; Campelo, J. M.; Luna, D.; Marinas, J. M.; Romero, A. A. Appl. Catal. A 2008, 349 (1), 148.

    31. [31]

      (31) Chaube, V. D. Catal. Commun. 2004, 5 (6), 321. doi: 10.1016/j.catcom.2004.02.013(31) Chaube, V. D. Catal. Commun. 2004, 5 (6), 321. doi: 10.1016/j.catcom.2004.02.013

    32. [32]

      (32) Coq, B.; urves, V.; Figuéras, F. Appl. Catal. A 1993, 100 (1), 69. doi: 10.1016/0926-860X(93)80116-8(32) Coq, B.; urves, V.; Figuéras, F. Appl. Catal. A 1993, 100 (1), 69. doi: 10.1016/0926-860X(93)80116-8

    33. [33]

      (33) Beltrame, P.; Zuretti, G. Appl. Catal. A 2003, 248 (1), 75.(33) Beltrame, P.; Zuretti, G. Appl. Catal. A 2003, 248 (1), 75.

    34. [34]

      (34) Beltrame, P.; Zuretti, G. Appl. Catal. A 2004, 268 (1), 169.

      (34) Beltrame, P.; Zuretti, G. Appl. Catal. A 2004, 268 (1), 169.

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  367
  • 文章访问数:  642
  • HTML全文浏览量:  8
文章相关
  • 发布日期:  2014-07-18
  • 收稿日期:  2014-04-02
  • 网络出版日期:  2014-05-27
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章